人教版高一物理《力的合成與分解》習(xí)題與詳解

1、名師精編歡迎下載高一物理力的合成與分解專題輔導(dǎo)知識要點梳理知識點一一一合力與分力、共點力1合力與分力幾個力共同作用的效果與某一個力單獨作用的效果相同，則這一個力就叫做那幾個力的合力。那幾個力稱為這一個力的分力2、共點力如果幾個力同時作用在物體上的同一點或者它們的作用線相交于同一點，我們就把這幾個力叫做共點力。知識點二一一力的合成1同一直線上兩個力的合成若兩個力同方向，F(xiàn) =Fi+F2,方向與分力的方向相同若兩個力反方向，場，方向與分力大的方向相同2、不在同一直線上兩個力的合成，滿足平行四邊形定則若兩個分力大小分別為Fi、F2，夾角為，討論:a.當(dāng)0=0時，F(xiàn) =Fi+F2則兩個力合力的大小F二

2、 + 胃 +2耳碼cos8b.當(dāng)0=180時,名師精編歡迎下載c.當(dāng)0=90時,名師精編歡迎下載d.當(dāng)B=120時，且Fi=F2時，F(xiàn) = Fi=F2e.當(dāng)B在0s180內(nèi)變化時，當(dāng)0增大時，F(xiàn)隨之減小，0減小時，F(xiàn)隨之增大知識點三一一力的分解1、求一個已知力的分力叫做力的分解。力的分解是力的合成的逆運算。力的分解同樣也遵守平行四邊形定則。2、把一個力分解成兩個分力，僅是一種等效替代關(guān)系，不能認為這兩個分力有兩個施力物體。同時分力的作 用點也一定要和已知力的作用點相同。3、力的分解時，應(yīng)該根據(jù)力的實際效果來確定它的分力，因為分力與合力只有在相同作用效果的前提下才能 夠相互代替。因此力的分解的關(guān)

3、鍵是找出力的作用效果。常見的幾種情況分析如下：(1)斜面上的物體的重力一方面使物體沿斜面下滑，另一方面使物體緊壓斜面，因此重力一般分解為沿斜面向 下和垂直于斜面向下的兩個力Fi、F2,如圖所示。(2)地面上物體受斜向上的拉力F,拉力F方面使物體沿水平地面前進，另一方面向上提物體，因此拉力F名師精編歡迎下載可分解為水平向前的力F1和豎直向上的力F2,如圖所示。名師精編歡迎下載G產(chǎn)生了兩個效果，一個效果將繩子拉緊，另一個效果使球壓墻，所以球的重力G可分解為斜向下拉繩子的力F和水平壓墻的力F2,如圖所示。(4)如圖所示，電線0C對0點的拉力大小等于燈的重力，電線AO B0都被拉緊，可見，0C上向下的

4、拉力可分解為斜向下拉緊A0的力F和水平向左拉緊B0的力F2。4、當(dāng)合力一定時，分力的大小和方向?qū)㈦S著分力間夾角的改變而改變。兩個分力間的夾角越大，分力就越大; 兩個分力間的夾角越小，分力就越小。知識點四一一附加條件下力的分解將力F分解，(1)若已知兩個分力的方向，有唯一解(2)若已知一個分力的大小和方向，有唯一解(3)若已知Fi的大小和F2與F的夾角0(0為銳角)，則 當(dāng)FiFsin0時，無解 用繩子掛在墻上的籃球受到的重力電名師精編歡迎下載當(dāng)FI=FSin0時，唯一解當(dāng)Fsin0 vF1F時，有兩解當(dāng)Fi二F時，唯一解知識點五一一正交分解法正交分解法是根據(jù)力的實際作用效果，把一個已知力分解為

5、兩個互相垂直的分力。正交分解適用于各種矢量。 在設(shè)定坐標(biāo)后，可以將矢量運算轉(zhuǎn)化成標(biāo)量運算，所以正交分解是一種很有用的方法。正交分解法的一般程序：a.正確選定直角坐標(biāo)系b.分別將各個力投影到坐標(biāo)軸上c.分別求出x、y軸上的合力Fx、Fy知識點六一一實驗驗證力的平行四邊形定則實驗?zāi)康模候炞C力的平行四邊形定則實驗器材：方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮筋、細繩套(兩個)、鉛筆、三角板、刻度尺、圖釘實驗原理：結(jié)點受三個共點力作用處于平衡狀態(tài)， 則Fi、F2之合力必與F3平衡，改用一個拉力F使結(jié)點仍到0,則F必與Fi、F2的合力等效，與F3平衡，以Fi、F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F,比較F與F的

6、大小和方 向，以驗證力合成時的平行四邊形定則。實驗步驟：(1)用圖釘把白紙釘在方木板上。(2)把方木板平放在桌面上，用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上細繩套；(3)用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度的拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置0(如圖所示)用鉛筆描下0點的位置和兩條細繩的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。注意在使用彈簧秤的時候，要使細繩與木板平面平行。y軸兩個方向分解，則d.由勾股定理求合力名師精編歡迎下載(4)用鉛筆和刻度尺從力的作用點(位置0)沿著兩條繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的拉力名師精編歡迎下載Fi和F2的圖示，以Fi和F2為鄰邊利用刻度尺和三角板作

7、平行四邊形，過 的圖示。(5)只用一只彈簧秤通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置0,記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩的方向，用刻度尺從0點按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力F的圖示。(6)比較一下，力F與用平行四邊形法則求出的合力F在大小和方向上是否相同。(7)改變兩個力Fi、F2的大小和夾角，再重復(fù)實驗兩次。 注意事項：(1) 彈簧測力計在使用前應(yīng)檢查、校正零點，檢查量程和最小刻度單位。(2) 用來測量Fi和F2的兩個彈簧測力計應(yīng)用規(guī)格、性能相同，挑選的方法是：將兩只彈簧測力計互相鉤著， 向相反方向拉，若兩彈簧測力計對應(yīng)的示數(shù)相等，則可同時使用。(3) 使用彈簧測力計測拉力時，拉力應(yīng)沿彈簧

8、測力計的軸線方向，彈簧測力計、橡皮筋、細繩套應(yīng)位于與木 板平行的同一平面內(nèi)，要防止彈簧卡殼，防止彈簧測力計或橡皮筋與紙面摩擦。拉力應(yīng)適當(dāng)大一些，但拉伸時不要 超出量程。(4) 選用的橡皮筋應(yīng)富有彈性，能發(fā)生彈性形變，實驗時應(yīng)緩慢地將橡皮筋拉伸到預(yù)定的長度同一次實驗 中，橡皮筋拉長后的結(jié)點位置必須保持不變。(5) 準(zhǔn)確作圖是本實驗減小誤差的重要一環(huán)，為了做到準(zhǔn)確作圖，拉橡皮筋的細繩要長一些；結(jié)點口的定位 應(yīng)力求準(zhǔn)確；畫力的圖示時應(yīng)選用恰當(dāng)?shù)膯挝粯?biāo)度；作力的合成圖時，應(yīng)盡量將圖畫得大些。(6)白紙不要過小，并應(yīng)靠木板下邊緣固定，A點選在靠近木板上邊的中點為宜，以使0點能確定在紙的上側(cè)。規(guī)律方法指導(dǎo)

9、1 .對等效替代法的認識等效替代法是物理學(xué)中常用的方法，通過等效替代可以簡化物理模型：用一個力替代幾個力， 簡化物體的受力。等效替代強調(diào)的效果相同，這是等效代替法的靈魂。2 .任意兩個力的合成時，合力等于兩分力相減的絕對值。合力隨兩個分力夾角的增大而減小，因此兩個力合力的范圍3 多個力的合成力的合成滿足平行四邊形定則，如果是多個共點力求合力，可以用平行四邊形定則先求出其中兩個力的合力， 然后同樣再用平行四邊形定則求這個力與第三個力的合力，直到把所有外力都合成為止，最后得到這些力的合力。4.三個力合力的范圍對于三個力求合力的范圍，可以先將任意兩個力合成，然后看剩余的力是否在這兩個力合力的范圍內(nèi)，

10、若在， 合力最小一定為零。若不在，將剩余的力與這兩個力的合力作差，最小值就是最小的合力。合力最大值將所有的力 求和即可。5力的分解時，應(yīng)該根據(jù)力的實際效果來確定它的分力力的分解時，應(yīng)該根據(jù)力的實際效果來確定它的分力，因為分力與合力只有在相同作用效果的前提下才能夠相 互替代。因此力的分解的關(guān)鍵是找出力的作用效果。6.力的分解是研究問題的一種方法力的分解是研究問題的一種方法，在對物體進行受力分析時，切不可認為每一個分力都有施力物體，同時分力 的作用點要和已知力的作用點相同。0點畫平行四邊形的對角線，即為合力F任意兩個力的合成滿足公式F- J甲匚E + 2耳罵c%；當(dāng)Q等于零時，合力等于兩分力相加;

11、當(dāng)0等于180名師精編歡迎下載7 驗證力的平行四邊形定則的實驗中的注意問題在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，兩次必須使橡皮條伸長到同一位置0點，這樣保證作用效果相同。 用一個彈簧秤拉動時，拉力的方向一定與橡皮條的方向相同。類型一一一合力與分力的關(guān)系1、關(guān)于合力的下列說法，正確的是：（）A.幾個力的合力就是這幾個力的代數(shù)和B.幾個力的合力一定大于這幾個力中的任何一個力C.幾個力的合力可能小于這幾個力中最小的力D.幾個力的合力可能大于這幾個力中最大的力思路點撥：合力與分力之間滿足平形四邊形定則解析：力的合成不是代數(shù)運算，而是矢量運算。答案：CD總結(jié)升華：合力可以比分力大、可以比分力小、可以和分力的

12、大小相等。舉一反三【變式】關(guān)于合力與分力，下列說法正確的是：（）A.合力的大小一定大于每個分力的大小B.合力的大小至少大于其中的一個分力C.合力的大小可以比兩個分力都大，也可以比兩個分力都小D合力的大小不可能與其中的一個分力相等思路點撥：合力與分力大小之間的關(guān)系存在多種可能。解析：如果兩個分力同方向， 合力比任何一個分力都大； 如果兩個分力等大反方向， 合力比任何一個分力都小; 如果兩個分力大小相等，夾角為120，合力大小與分力大小相等。答案：C總結(jié)升華：不能理解為合力（合在一起）就一定比分力大，因為這是矢量合成類型二一一兩個力合力的范圍2、5N和7N的兩個力的合力可能是：（）A.3N B.1

13、3NC.2.5N D.10N思路點撥：兩個力合力的范圍|K胡冋糾+碼解析：5N和7N的兩個力的合力最小為2N，最大12N。答案：ACD總結(jié)升華：清楚兩個力合力的范圍，只要是界于這個范圍之間的所有力都有可能，這是由于這兩個力夾角的不 同來決定的。舉一反三【變式】兩個力的合力最大值是10N，最小值是2N，這兩個力的大小是 _ 和思路點撥：兩個力冋方向時，合力最大為二者之和；兩個力反方向時，合力最小為二者之差的絕對值。解析：設(shè)其中一個力為Fi，另一個力為F2，則-,解得：,二答案：6N、4N名師精編歡迎下載總結(jié)升華：該題中兩個力反方向求合力沒有加絕對值，這是由于這兩個力哪個大都可以。類型三一一三個力

14、求合力C3、大小分別是5N、7N、9N的三個力合成，其合力F大小的范圍是：()A.2NF20N B.3NF21N C.ONF20N D.ONWFFsin0時，有兩解B當(dāng)Fi=Fsin0時，一解C.當(dāng)Fsin0vFiVF時，有兩解D.當(dāng)F1VFsin0時，無解【變式】如圖所示，F(xiàn)i、F2、F3組成了一個三角形,A.合力大小是F3B. 合力大小是2F3C. 合力大小是2FiD.合力大小是2F2關(guān)于這三個力的合力的大小，下列說法正確的是:F的夾角0(0為銳名師精編歡迎下載思路點撥：將一個力分解時，一定滿足平行四邊形定則，也即一定能組成封閉的矢量三角形解析：當(dāng)FI=FSin0時，只能構(gòu)成一個平行四邊形

15、，一解，B對。當(dāng)Fsin0vFIF時，能畫兩個平行四邊形，有兩解，C對。若FIFsin0時，且FiF時，只能畫一個平行四邊形，A錯誤。答案：BCD總結(jié)升華：將力F分解成FI和F2,若已知FI的大小和F2與F的夾角0（0為銳角），無解的條件是FIFsin0;一個解的條件是Fi=Fsin0或_ _;兩個解的條件是Fsin0FIF。舉一反三【變式】將一個的力F=20N進行分解，其中一個分力的方向與這個力成30角，則另一個分力的大小不會小于多少？思路點撥：將該力分解必須組成矢量三角形，且要求另一個分力最小。解析：根據(jù)已知條件，可作如圖甲所示，合力與它的兩個分力要構(gòu)成一個三角形，F(xiàn)的末端到直線OA的最短

16、距離表示那個分力的最小值，即過F末端作OA的垂線，構(gòu)成一個直角三角形，如圖乙所示，由幾何關(guān)系F2=10N總結(jié)升華：力的分解問題，首先根據(jù)題意作出力的平行四邊形圖或三角形圖，再根據(jù)圖的幾何特征，運用平面 幾何知識求解。名師精編歡迎下載類型七一一驗證力的平行四邊形定則實驗步驟的考查7、在做完“驗證力的平行四邊形定則”實驗后，某同學(xué)將其實驗操作過程進行了回顧，并在筆記本上記下如下幾條體會，你認為他的體會中正確的是：（）A用兩只彈簧秤拉橡皮條時，應(yīng)使兩細繩套間的夾角為90，以便算出合力的大小B用兩只彈簧秤拉時合力的圖示F與用一只彈簧秤拉時圖示 _不完全重合，在誤差允許范圍內(nèi)，可以說明“力的平行四邊形定

17、則”成立C.若Fi、F2方向不變，而大小各增加1N，則合力的方向也不變，大小也增加1ND在用彈簧秤拉橡皮條時，要使彈簧秤的彈簧與木板平面平行思路點撥：要清楚驗證力的平行四邊形定則的實驗步驟及誤差分析解析：用兩只彈簧秤拉橡皮條時，應(yīng)使兩細繩套間的夾角不要太小，也不易太大，以便求出合力的大小。夾角不一定為90。實驗總是存在誤差，在誤差允許的范圍內(nèi)，用兩只彈簧秤拉時合力的圖示F與用一只彈簧秤拉時圖示不完全重合，可以說明“力的平行四邊形定則”成立。B正確。在用彈簧秤拉橡皮條時，要使彈簧秤的彈簧與木板平面平行，這樣讀數(shù)才能更準(zhǔn)確。D正確。C答案不正確，可假設(shè)Fi、F2方向不變，相互垂直，而大小各增加1N，則合力不會增大1N答案：BD總結(jié)升華：力的合成滿足平行四邊形定則舉一反三【變式】在做“互成角度的兩個力的合力”實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另 一端拉到某一確定的O點。以下操作中正確的是：（）A同一次實驗過程中，O點位置允許變動B實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度C.實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把 橡皮條另一端拉到O點D實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩個彈簧秤